水力压裂评价

水力压裂常用裂缝监测技术评价赵玉婷夏富国董传瑞郭显赋张颖超宋宪实（中国石化东北油气分公司有效储层改造技术项目攻关团队吉林·长春130062）摘要压裂监测的主要目的是通过采集压裂施工过程中的一些参数资料来分析地下压裂的施工进展情况和所压开裂缝的几何参数。

本文重点阐述了常用裂缝监测技术评价和测井解释结果，取得了良好的应用效果。

关键词水力压裂常用裂缝监测技术评价中图分类号：TE357.1文献标识码：A0前言水力压裂裂缝的产状直接影响着压裂改造效果。

目前，压裂改造成为低渗透储层开发的重要手段，人工裂缝对油田开发过程中井网的布置、开发中后期含水的控制等非常重要。

因此，采取准确的裂缝监测手段认识裂缝扩展规律，是非常必要的。

1常用裂缝监测技术评价1.1地面微地震监测地面微地震采用震源定位方法，通过多个观察点接收的信号来定位微地震事件，具有原理简单，费用低的特点，该技术可获取水力压裂裂缝的走向和长度，具有实施简单、处理速度快、费用低等优势；同时受地面监测条件、井底条件及周围环境影响较多，特别是对于埋藏大于3000m井深的低渗透储层，监测的有效信号就愈少。

地面微地震监测可以满足一般直斜井裂缝监测的需要，但对微地震压裂井的监测要注意选井选台，尽量减小地面噪声对其影响；在水平井多级分段压裂中应用较少。

1.2井下微地震监测井下微地震裂缝监测通过采集微震信号并对其进行处理和解释，获得裂缝的参数信息从而实现压裂过程实时监测，可用来管理压裂过程和压裂后分析。

井下微地震监测技术是通过放置在压裂井邻井井下的一系列检波器串接收压裂微地震震源信号，然后将接收到的信号进行资料处理，反推出震源的空间位置，这个震源位置就代表了裂缝的位置。

同时也可以获得裂缝方位、裂缝深度、裂缝的延伸范围、裂缝的高度、裂缝发生时序等。

该技术在东北油气分公司应用3井次，分别是SW33-6HF、ZW2-10-1和YQ25-2HF井。

1.3微破裂影像监测微破裂四维向量扫描影像裂缝监测技术是通过在近地表远离井场噪音源布置12套数据采集站系统形成采集仪器阵列，共同接收地下油储层液体流动压力引起的岩石微破裂所产生全体体波——纵波(P波)和横波(S波)；利用多波三分量数据进行矢量叠加、振幅反演计算、四维相关可视化裂缝形态解释技术，在时间域上分析裂缝的演变过程。

水力压裂压后效果评估方法研究[摘要]：目前压裂已成为低孔、低渗油气藏提高单井油气产量最重要而有效的一项工艺措施。

随着压裂工艺的不断扩大和深入，压裂效果与预期设计不相匹配的现象越来越多。

因此，准确实用的压裂效果评估方法可为水力压裂过程中压裂方案设计与调整提供一定的指导作用，从而提高储层改造效果。

[关键词]：压裂工艺，压裂效果，压后评估目前压后评估技术较多，通常可分为水力裂缝的直接诊断技术和间接诊断技术，直接诊断技术主要包括井温测试、放射性示踪剂测试法、微地震测量法。

而各种评估技术所得结果具有多样性、不确定性以及技术本身的不成熟性等不足，使得各种技术得到的参数既有可信的一面，也有不准确的一面。

1井温测试井温法测井是一种传统的测并方法，其基本原理是设定地层深部是一个无限大的恒温热场。

当对油井采取措施时，引起井筒周围的温度场发生变化，随着时问的推移，井下温度场要重新演化形成新的温度场。

监测温度场的演化过程和最终形成温度场的状况就能判断施工措施的效果。

2放射性示踪剂测试法2.1零污染示踪剂特点压裂诊断用零污染示踪剂是一种特制的中强度陶粒支撑剂。

在制造陶粒的过程中，向粘土中加人少量的金属盐氧化锑、或铱金属、或氧化抗，利用标准的空气混合技术将金属盐与粘土充分混合，向混合物中加水并摇成球状，然后在窑中烘烤形成中强度的支撑剂，这些特制的陶粒支撑剂在进行过筛分级后被送到核反应设备里，用中子照射激活支撑剂陶粒内部的金属盐，之后，这些示踪剂经过包装就可以投人现场应用。

2.2零污染压裂示踪诊断技术原理零污染压裂示踪诊断技术是在压裂过程中，在泵人前置液、携砂液过程中伴注零污染示踪剂，压裂施工结束后，通过在井筒中下人高精度高分辨率的示踪测井工具，通过测量近井筒英尺内的示踪剂放射性强度，从而可以确定裂缝的高度和宽度，然后根据物质平衡原理，以及充分考虑在整个裂缝中的支撑剂的平均分布浓度情况，计算和分析出裂缝的长度。

与其它裂缝测试方法相比，该压裂示踪诊断技术的优势在于：一是更能够获得井眼周围一定范围内支撑剂的铺置情况及浓度分布；二是利用示踪剂强度与裂缝宽度之间的相关关系，可以获得较准确的裂缝宽度；三是可以获得准确的支撑裂缝高度；四是利用示踪剂可以评估各种转向剂在压裂和酸化中的效果。

1931 水力压裂技术概况多级压裂是指通过限流和封堵球对对储层进行分段，然后逐级进行压裂的技术。

其能根据储层不同的含气特点对不同储层进行分段压裂，方法主要为连续油管压裂[1]。

该技术是水力压裂的重要技术之一，在美国页岩气的开发实践中，大多数都采用多级压裂和水平井二者相结合的技术，只有少部分井采用直井压裂的技术，从产量上来看，水平井多级压裂后的产量为直井压裂产量的7-10倍，而且，从长期来看，采用多级压裂技术更能提高页岩气单井产量。

多级压裂的主要特点表现为分段和多段压裂。

对于水平井段很长的井，多级压裂可以显著提高产量，并且可以根据目的层的不同含气情况优化压裂层位。

多级压裂技术不仅在国外，更是在国内涪陵区块获得了广泛应用。

清水压裂是指通过将减阻剂、支撑剂等许多不同类型的添加剂与大量清水混合后压入地层产生具渗流能力的裂缝，从而使储层获得工业气流的压裂措施。

岩层被压开后，支撑剂对岩层起到支撑作用，从而使裂缝保持张开状态，从而达到压裂作业的效果。

有实验表明通过在清水中添加支撑剂能明显改善不加添加剂的效果。

同时，清水压裂队页岩气层的伤害相比凝胶压裂液更小，这也更有利于后续的排采作业，从而通过更低的压裂成本来获得更高产量。

除了上述技术外，水力压裂的关键技术还包括水力喷射压裂、重复压裂技术以及同步压裂技术。

2 水力压裂效果影响因素影响水力压裂效果的因素有很多，包括储层特征因素、压裂材料及压裂工艺等。

下文将主要介绍储层特征因素[2]。

储层自身的特征主要包括粘土含量或脆性矿物含量、孔隙度和渗透率、有机质（TOC）含量、杨氏模量及泊松比以及天然裂缝的发育情况[3]。

脆性矿物含量，石英、方解石等脆性矿物含量越高，压裂时更容易产生诱导缝形成复杂的网状裂缝。

一般页岩孔渗较低时，压裂对储层的改造效果越好，也更容易改善页岩气的流动性，不过孔渗越低，游离气含量越低，压裂改造更多的是释放吸附在有机质和粘土矿物表面和孔隙中的吸附气。

水平井分段压裂效果评价方法及应用【摘要】随着水力压裂技术在低渗透油气藏的应用越来越来广泛，压裂效果的评价开始越来越受到重视，评价结果的准确性是裂缝参数的优化、压裂后产能预测的重要保障，进而降低压裂成本和提高油气采收率。

传统评价方法主要有层次分析、模糊综合评价以及灰色关联分析等，本文首先通过反映像相关性分析与因子分析确定压裂效果评价因子，采用偏好系数将层次分析确定的主观指标权重与相似权法确定的客观权重结合，通过建立单指标未确知测度函数作为因子的隶属度函数，最后结合模糊综合评价对苏里格气田的单井压裂效果进行综合评价，结果经过分析证明了该评价模型的可靠性。

评价的结果可以验证或修正水力压裂中使用的模型，从而达到合理高效开发油气田的目的。

【关键词】压裂效果评价模糊综合评价因子分析层次分析相似权法反映像相关性分析如今随着油气田开发周期的延长并且低渗透油气藏越来越多，水力压裂技术在现场的应用越来越广泛，压裂技术由单一的增产手段早已发展成了一门与油气田勘探、储层保护与改造、采油工程等相结合的综合技术与工艺，在整个开发中占据着极其重要的地位。

而压裂效果评价的成功是压裂成功率、优化裂缝参数、预测压裂后油气田产能的保障[1]。

目前国内低渗透、超低渗透油气藏的开发完全依赖于水力压裂技术的实施，其必要性与重要性使人们在压裂技术的研究中进行了大量的工作，而压裂效果的评价对于发展压裂技术有着极其重要的作用。

由于压裂效果评价的准确性直接关系到油田后期生产措施的调整，因此有必要建立一套有效的压裂效果综合评价的方法[2-3]。

目前综合评价的方法有很多，主要分为主观评价与客观评价两类，例如层次分析法、模糊综合评价法，相似权法，熵信息权构法、灰色系统法，但这些方法都存在一定的局限性，以层次分析和模糊综合评价为代表的主观评价法过于主观，需要依靠专家打分确定权重，难以实现精度的要求[4]；而以相似权法、熵信息权构为代表的客观评价法则没有考虑到指标之间的主观差异，缺乏一定的灵活性[5]。

煤层气水力压裂增产机理及效果评价方法研究
煤层气水力压裂增产机理及效果评价方法研究
作者：尹锦涛;田杰苗;孙建博;刘刚
作者机构：陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司英旺采油厂,陕西延安716299;陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075 来源：非常规油气
年：2015
卷：002
期：005
页码：72-76
页数：5
中图分类：TE377
正文语种：chi
关键词：煤层气;水力压裂;储层改造;效果评价
摘要：90%以上的煤层气以吸附状态附着在煤的内表面上,煤层气的产出是一个区别于常规天然气的"排水—降压—解吸—扩散—渗流" 的复杂过程.我国煤层气储层条件较差,具有低孔、低渗、非均质性强的特点,普遍存在常规开采方式开发效果差的问题.为提高煤层气单井产量,实现商业化开采,必须对储层进行增产改造,促进排水降压,提高煤层气单井产量,水力压裂改造技术是当前煤层气增产的首选方法,也是已被证明的煤层气开采的一种有效的增产方法.论述了水力压裂增产渗流机理及其效果评价方法,并进行了实例分析.表明通过对煤层进行水力压裂,能够改善井底渗流条件,提高储层的渗透能力; 煤层渗透率、表皮系数及裂缝导流能力和裂缝半长是评价煤层气水力压裂增产效果的主要参数.。

一级类目：油气开发二级类目：低渗透油藏开采技术三级类目：低渗透油藏注水开发技术技术类型：成熟技术评价压裂效率的技术一口井若是存在着一个以上的产层，就意味着纯产层和储量潜力的增加，但是很难从经济的角度做出对每个独立层实施人工压裂处理的选择。

为了降低总压裂段的数量，通常都会将多个层段合并为单一压裂段。

然而，在单一层实施多层段射孔时，并不是一定要获得目标支撑压裂长度才能形成不同长度的多道裂缝。

在一口多层段完井的井中，因为涉及到多个生产地层，压裂长度变化很难靠传统压裂后的压力梯度或速度瞬变来分析。

实施生产测井时，每一层段在一种压差下一般只存在一种流量，不一定用时间与压力的一系列数据点去评价裂缝长度、传导率和地层渗透率。

即使是压力不稳定测井（PLT），多射孔层段压裂时也常常搞不清楚每一砂层是不是被有效地活化了，由于压力不稳定测井易于受其本身限制而无法确定低产是不是低压、低渗（kh）的原因或者是一次无效的压裂处理造成的。

一项新的技术正在着手解决这类问题，即用关键模型输入来估计具有最小可接受裂缝几何形状的产能，然后将其与实际产量进行比较，从而计算出每个单层的“完井效率”（CE）。

这项技术提供了一种方法，可确定非最理想产量是否是低压、低渗或无效水力压裂处理的函数。

完井效率技术已经用在了南得克萨斯州四个油藏的研究上，共调查了35口水力压裂井，每口井平均处理过五个层。

结果表明，当在同一压裂层活化多个射孔层段时，流量最高的砂岩层的完井效率明显要高于同一层段其它的砂岩层。

事实上在许多情况下，这些射孔较少井的砂岩层只接收到了表皮效应消失或是未被活化的信息而已。

此外，同一口井内，40%最高渗透率值的射孔层段的流量比低渗层段的流量还要低一些。

水力压裂处理提高了产油量，但产量并非是最大的。

在比预期产能要低的那些实例中，到底是油藏差，还是完井的效率差呢？完井效率完井效率的概念严格地讲是以产量为基础的，而且并不是区分裂缝长度和传导率的参数。

煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法一、引言煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。

为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。

本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。

二、煤矿井下水力压裂的原理及流程（1）水力压裂的原理水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。

（2）水力压裂流程水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。

前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。

施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。

评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。

三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法（1）井下观测装置的选择井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。

常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。

（2）指标的定量评价在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。

b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。

c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。

d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。

e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。

[收稿日期]20050915　[基金项目]重庆市自然科学基金资助项目(CTSC2005BB6289)。

　[作者简介]刘洪(1972),男,1996年大学毕业,博士,副教授,现从事油气藏开采和增产技术等方面的科研、教学工作。

压裂注水井裂缝伤害机理与评价研究 刘　洪　(重庆科技学院石油工程学院,重庆400042) 胡昌权,谭险峰　(重庆气矿,重庆400024)[摘要]系统分析研究了压后注水井中注入悬浮颗粒对裂缝的伤害机理,建立了岩石和裂缝的内部损害评价模型,研究了裂缝伤害对注入能力降低的影响以及不同的滤失参数对注入能力的影响。

研究表明,裂缝伤害是压后注水井注入能力降低的主要因素,注入能力的降低开始很快,一定时间后趋于平稳。

研究结果对注入井动态分析和制定最优的作业方案提供了科学指导。

[关键词]注水井;注入能力;水质;水力压裂;裂缝伤害;渗滤模型[中图分类号]TE35711[文献标识码]A [文章编号]10009752(2005)06091303注水是油田开发中应用最广泛的二次采油技术,它对保持油层压力,实现高产稳产发挥着重要作用。

水力压裂是注水井增注的重要技术措施。

在压后注水井的注入过程中,如果注入水中含有固体悬浮颗粒,会在注入地层表面、近井地层和裂缝面中沉淀,并在注水井地层表面、近井眼周围和裂缝面附近形成滤饼,造成裂缝面损害,使近井地层和裂缝面处渗透率降低,甚至堵塞油层,降低油层吸水能力,降低注水井注入能力,完不成配注要求,长期下去会造成地层压力下降,影响最终采收率。

为了达到注入井最小化损害,保持经济注水,注水井应经常进行处理,以消除地层伤害、恢复注水能力。

因此,注入能力递减的预测为精确测定所需水质和确定油井的损害程度和深度提供了技术支持。

裂缝面损害的类型可分为两大类:绝对渗透率减损和相对渗透率减损。

绝对渗透率减损是指在侵入带范围内岩层绝对渗透率减小,是由聚合物入侵、粘土膨胀或运移、结垢或结蜡、稳定的乳状液以及其他相似的物质的孔隙度改变等引起的。

水力压裂评价水力压裂评价包括水力裂缝评估、工艺效果评价、开发效果评价和经济效益分析。

工艺效果分析用于评价所实施压裂工艺技术的适应性和有效性；通过不同油田、不同区块的开发效果分析来评价水力压裂在油田改造中的作用；通过经济效益分析来寻求提高压裂技术水平和改善其经营管理的基本途径。

一、水力裂缝评估为检验压裂设计、评价压裂施工有效性和压后效果，需要评估水力裂缝。

目前发展了许多检测和确定压裂裂缝高度的方法，如适于裸眼井的井下电视法、地层微扫描仪和噪声测井等，还有适用于裸眼井和套管井的间接测试方法，如微地震法、井温测井、伽玛测井和声波测井等。

根据施工压力曲线可以定性分析压裂裂缝延伸情况，结合压裂后压力降落数据可以成功地解释裂缝几何尺寸、裂缝导流能力、压裂液滤失系数、压裂液效率和裂缝闭合时间、水平最小主应力等参数(Nolte, 1979)。

压裂施工中压力曲线千差万别，归纳起来有四种类型，分别代表了压裂过程中可能出现的情况。

1）正斜率很小的线段I 该段斜率范围为0.125~0.2，说明裂缝正常延伸。

2) 斜率为1的线段III 表明了施工压力增量正比于注入压裂液体积增量，它只能发生于裂缝中严重堵塞的情况。

由于缝内砂堵，压裂液难以达到裂缝端部使其缝长延伸，注入压裂液只能增加裂缝宽度。

有控制地使支撑剂在裂缝端部脱出，增加裂缝宽度，这正是中高渗透性地层端部脱砂压裂的理论基础。

3) 负斜率线段IV 反映了裂缝高度增加，也不能排除压开多条裂缝或者裂缝在延伸过程中遇到大规模裂缝体系的可能性。

4) 压力不变的线段II 此段物理意义不明确，最可能的情况是注入压裂液被滤失所平衡，裂缝几乎不延伸，才能保持压力为常数。

通常结合线段III、IV的压力变化进行分析，若后面压力下降，则可能是缝高增加，后面的压力升高，则可能是二次缝隙使滤失增大所致。

应用压裂压力曲线对水力裂缝诊断评价是目前的重要研究内容，已有许多重要进展。

二、工艺效果分析单井工艺效果分析主要指标是增产有效期和增产倍比。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。